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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralverdichter mit einer
Vorrichtung zur Veränderung einer
Leistung eines Spiralverdichters, bei dem eine Struktur zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters vereinfacht ist, um die Größe der Vorrichtung
zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters und die Teileanzahl zu reduzieren.
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Im
allgemeinen wandelt ein Verdichter elektrische Energie in kinetische
Energie um, die ein Kühlgas
verdichtet. Der Verdichter ist das zentrale Bauteil eines Kältekreislaufsystems,
und wird gemäß dem Verdichtungsmechanismus,
durch den ein Kühlmittel
verdichtet wird, in verschiedene Arten wie einen Rotationsverdichter,
einen Spiralverdichter und einen Kolbenverdichter eingeteilt. Verdichter
sind für Kältemaschinen,
Klimaanlagen und Vitrinen in Gebrauch.
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1 ist
eine Schnittansicht, die eine Verdichtungseinrichtung des Spiralverdichters
darstellt. 2 ist eine Horizontalansicht,
die ein Spiralblatt einer ortsfesten Spirale und ein Spiralblatt
einer orbitierenden Spirale darstellt, welche die Verdichtungseinrichtung
bilden.
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Wie
in den Zeichnungen dargestellt beinhaltet die Verdichtungseinrichtung
des Spiralverdichters eine ortsfeste Spirale 30, die so
in einem dichten Behälter 10 angebracht
ist, dass sie durch einen vorgegebenen Abstand von einem oberen
Rahmen 20, der in dem dichten Behälter 10 angebracht
ist, getrennt ist, eine orbitierende Spirale 40, die so
zwischen der ortsfesten Spirale 30 und dem oberen Rahmen 20 angeordnet
ist, dass sie mit der ortsfesten Spirale 30 in Eingriff
ist, einen Oldham-Ring 50, der zwischen der orbitierenden
Spirale 40 und dem oberen Rahmen 20 angeordnet
ist, um die Drehung der orbitierenden Spirale 40 zu verhindern,
ein Hoch- und Niederdruckunterteilungsblech 11, das mit
der ortsfesten Spirale 30 und dem dichten Behälter 10 verbunden ist,
um die Innenseite des dichten Behälters 10 in einen
Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich zu unterteilen, und
ein Ablaßventil 60,
das auf der oberen Fläche
der ortsfesten Spirale 30 zum Öffnen und Schließen eines
Ablaßlochs 31,
welches in der ortsfesten Spirale 30 ausgebildet ist, angebracht ist.
Die orbitierende Spirale 40 ist an einen exzentrischen
Abschnitt 71 einer Drehwelle 70 angeschlossen,
die in den oberen Rahmen 20 eingeführt ist.
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Ein
Saugrohr 12, in das ein Gas eingesaugt wird, ist mit einer
Seite des dichten Behälters 10 strömungsverbunden,
die im Niederdruckbereich angeordnet ist. Ein Ablaßrohr 13,
durch das ein Gas abgelassen wird, ist mit einer Seite des dichten
Behälters 10 strömungsverbunden,
die im Hochdruckbereich angeordnet ist.
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Bezugszeichen 32 bezeichnet
das Spiralblatt der ortsfesten Spirale 30, die in der Form
einer Evolventenkrümmung
vorsteht. Bezugszeichen 41 bezeichnet das Spiralblatt der
orbitierenden Spirale 40, die in der Form einer Evolventenkrümmung vorsteht. B
bezeichnet Buchsen. S bezeichnet ein Abdichtungsglied.
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Der
Betrieb der Verdichtungseinrichtung des oben beschriebenen Spiralverdichters
ist folgendermaßen.
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Zunächst bewegt
sich, wenn die Drehkraft eines Elektromotors zum Drehen der Drehwelle 70 übertragen
ist, die orbitierende Spirale 40, die mit dem exzentrischen
Abschnitt 71 der Drehwelle 70 kombiniert ist,
auf einer Kreisbahn. Die orbitierende Spirale 40 bewegt
sich so, dass ihre Drehung verhindert ist. Dies wird mittels eines
Oldham-Ringes 50 erreicht.
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Der
Bewegung der orbitierenden Spirale 40 entsprechend bewegt
sich das Spiralblatt 41 der orbitierenden Spirale 40,
während
sie mit dem Spiralblatt des Spiralblatts 32 der ortsfesten
Spirale 30 in Eingriff ist, so dass sich mehrere Verdichtungstaschen
P, die durch das Spiralblatt 41 der orbitierenden Spirale 40 und
das Spiralblatt 32 der ortsfesten Spirale 30 gebildet
sind, zu den Mitten der ortsfesten Spirale 30 und der orbitierenden
Spirale 40 bewegen und sich gleichzeitig das Volumen ändert. Daher
wird ein Gas eingesaugt, verdichtet und dann durch das Ablaßloch 31 der
ortsfesten Spirale 30 abgelassen.
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Das
Hochtemperatur- und Hochdruckgas, das durch das Ablaßloch 31 der
ortsfesten Spirale 30 abgelassen wird, durchläuft den
Hochdruckbereich und wird durch das Ablaßrohr 13 zur Außenseite
des Behälters 10 abgelassen.
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Andererseits
gehört
der oben beschriebene Spiralverdichter üblicherweise zu einem Kältekreislaufsystem.
Zur Minimierung des Stromverbrauchs während des Betriebs einer Klimaanlage
ist es notwendig, die Leistung eines Spiralverdichters zu verändern. 3 ist
eine Schnittansicht, die die Verdichtungseinrichtung des Spiralverdichters
darstellt, welche ein Beispiel der herkömmlichen Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters beinhaltet. Gleiche Teile sind
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie
in der Zeichnung dargestellt ist die Struktur der herkömmlichen
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters folgendermaßen.
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Ein
Umleitungspfad K zum Verbinden von Zwischendruckverdichtungstaschen
P unter Zwischendruck, die in der Mitte der ortsfesten Spirale 30 angeordnet
sind, mit einer Saugseite, durch die ein Kühlmittel in die Verdichtungstaschen
P eingesaugt wird, ist in der ortsfesten Spirale 30 ausgebildet.
Der Umleitungspfad K beinhaltet ein horizontales Loch 33,
das so ausgebildet ist, dass es horizontal zu der ortsfesten Spirale 30 liegt,
ein vertikales Loch 34, das so ausgebildet ist, dass es
vertikal zu der ortsfesten Spirale 30 liegt, und ein Verbindungsloch 35,
das so ausgebildet ist, dass es in dem Abschnitt, in dem das horizontale
Loch 33 und das vertikale Loch 34 miteinander
verbunden sind, mit der oberen Fläche der ortsfesten Spirale 30 verbunden
ist. Ein Durchgangsloch, in dem das Verbindungsloch 35 und
eine Hochdruckkammer miteinander verbunden sind, ist in dem Hoch-
und Niederdruckunterteilungsblech 11 ausgebildet.
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Ein
erstes Verbindungsrohr 14 zum Verbinden des Saugrohrs 12 mit
dem Ablaßrohr 13 ist
zwischen dem Saugrohr 12 und dem Ablaßrohr 13 ausgebildet.
Ein zweites Verbindungsrohr 15 zum Verbinden des ersten
Verbindungsrohrs 14 mit dem Umleitungspfad K ist zwischen
dem ersten Verbindungsrohr 14 und dem Umleitungspfad K
ausgebildet. Eine Seite des zweiten Verbindungsrohrs 15 ist
mit der Seite des Verbindungsrohrs 35 des Umleitungspfads K
verbunden.
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Ein
Steuerventil 16 zum Steuern der Richtung des Flusses des
Kühlmittels,
das durch das erste und zweite Verbindungsrohr 14 und 15 fließt, ist
in dem Abschnitt vorgesehen, in dem das erste Verbindungsrohr 14 und
das zweite Verbindungsrohr 15 miteinander verbunden sind.
Ein Umleitungsventil 17 zum Steuern des Flusses des Kühlmittels
ist in dem Verbindungsloch 35 des Umleitungspfads K vorgesehen.
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Im
folgenden wird nun der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung
zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters beschrieben.
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Zunächst ist
das Ventil 16, wenn der Spiralverdichter mit einer Leistung
von 100% betrieben wird, so angeordnet, dass das zweite Verbindungsrohr 15 und
das Ablaßrohr 13 miteinander
verbunden sind. Wenn der Spiralverdichter in dem oben beschriebenen
Zustand betrieben wird, wird das Umleitungsventil 17, das
in dem Verbindungsloch 35 angeordnet ist, da das Ablaßrohr 13 und
das zweite Verbindungsrohr 15 miteinander verbunden sind,
durch das Hochdruckkühlmittel,
das zum Ablaßrohr 13 abgelassen
wird, so gedrückt,
dass das Umleitungsventil 17 unter dem Verbindungsloch 35 angeordnet
wird, um das horizontale Loch 33 und das vertikale Loch 34 zu
schließen.
Daher ist der Umleitungspfad K zum Verbinden der Saugseite, durch
die das Kühlmittel
in die Verdichtungstaschen P gesaugt wird, mit der Verdichtungstaschen
P unter Zwischendruck geschlossen.
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In
einem derartigen Zustand bewegt sich die Vielzahl von Verdichtungstaschen
P, die an der Kante der ortsfesten Spirale 30 durch das
Spiralblatt 41 der orbitierenden Spirale und das Spiralblatt 32 der
ortsfesten Spirale ausgebildet sind, aufgrund der Bewegung der orbitierenden
Spirale 40 in Richtung auf die Mitte der ortsfesten Spirale 30 und
gleichzeitig wird das Volumen reduziert, so dass das Kühlmittel
verdichtet wird. Die Verdichtungstaschen P sind kontinuierlich ausgebildet.
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Wenn
der Spiralverdichter mit variabler Leistung betrieben wird, ist
das Steuerventil 16 zum Verbinden des zweiten Verbindungsrohrs 15 mit
dem Saugrohr 12 verschoben. Wenn der Spiralverdichter in
einem derartigen Zustand betrieben wird, bewegt sich das Umleitungsventil 17,
da das Saugrohr 12 und das zweite Verbindungsrohr 15 miteinander
verbunden sind, aufgrund des Drucks der Verdichtungstaschen unter
Zwischendruck, der auf das Umleitungsventil 17 ausgeübt wird,
zur oberen Seite des Verbindungslochs 35, so dass der Umleitungspfad
K geöffnet
wird. Entsprechend dem Öffnen
des Umleitungspfads K ist der Druck der Saugseite, durch die das
Kühlmittel
in die Verdichtungstaschen P eingesaugt wird, gleich dem Druck der
Verdichtungstaschen P in der Mitte der ortsfesten Spirale 30.
Daher bewegen sich die Verdichtungstaschen P, die in der Mitte der
ortsfesten Spirale 30 angeordnet sind, zur Mitte der ortsfesten
Spirale 30 und gleichzeitig wird das Volumen reduziert,
so dass Kühlmittel
verdichtet wird. Daher ist der Druck des Kühlmittels, das durch das Ablaßloch 31 der
ortsfesten Spirale abgelassen wird, verhältnismäßig niedrig.
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Gemäß der oben
beschriebenen, herkömmlichen
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters ist jedoch, da das Saugrohr 12 und
das Ablaßrohr 13 durch
das erste Verbindungsrohr 14 miteinander verbunden sind
und das erste Verbindungsrohr 14 mit dem zweiten Verbindungsrohr 15 verbunden
ist, die Gesamtstruktur kompliziert, und die Größe des Spiralverdichters nimmt
zu. Daher nimmt der Spiralverdichter einen umfangreichen Raum in
einer Klimaanlage in Anspruch und kann nicht frei in einer Klimaanlage
eingebaut werden.
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Die
JP 2000 329 078 A offenbart
ebenfalls eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei zusätzlich zu
dem einen Verbindungsrohr noch mindestens ein weiteres Verbindungsrohr
für einen
weiteren Umleitungspfad vorgesehen ist. Die beiden Verbindungsrohre
führen
von einer jeweiligen Verdichtungstasche über eine jeweilige Öffnungs-
und Schließeinrichtung
aus dem Verdichtergehäuse
heraus und sind außerhalb
des Verdichtergehäuses
mit einem weiteren Rohr verbunden, welches durch das Gehäuse zur
Saugseite des Verdichters führt.
Diese Vorrichtung führt
aber zu relativ großen
Abmessungen des Verdichters und einem relativ komplexen Aufbau.
Weitere Verdichter und Vorrichtungen zur Veränderung der Leitung eines Verdichters,
die aber alle einen relativ komplexen Aufbau zur Folge haben, sind
auch bekannt aus der
DE
195 20 757 A1 , der
EP 1
158 167 A1 , der
US 5,803,716 ,
der
US 6,095,765 , der
US 6,299,417 B1 ,
der
JP 03294687 A ,
der
DE 37 39 978 A1 ,
der
DE 102 40 980
A1 , der
US 2005/019176
A1 und der
JP
58 220 988 A .
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines Spiralverdichters
bereitzustellen, bei dem eine Struktur zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters vereinfacht wird, um die Größe der Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters und die Teileanzahl zu reduzieren.
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Gelöst wird
die Aufgabe bei einem Spiralverdichter mit einer Vorrichtung zur
Veränderung
der Leistung mit einem Umleitungspfad zum Verbinden einer Verdichtungstasche
unter Zwischendruck, welche zusammen mit weiteren Verdichtungstaschen durch
ein Spiralblatt einer ortsfesten Spirale und ein Spiralblatt einer
orbitierenden Spirale ausgebildet ist, mit einer Saugseite des Spiralverdichters,
durch die Kühlmittel
in die Verdichtungstaschen eingesaugt wird, und mit einer ersten Öffnungs-
und Schließeinrichtung
zum öffnen
und Schließen
des Umleitungspfads, wobei der Umleitungspfad aufweist: ein Verbindungsrohr,
in das die erste Öffnungs- und Schließeinrichtung
integriert ist, ein erstes Loch, das so in der ortsfesten Spirale
ausgebildet ist, dass es die Saugseite mit dem einen Ende des Verbindungsrohrs verbindet,
und ein zweites Loch, das so in der ortsfesten Spirale ausgebildet
ist, dass es die Verdichtungstasche unter Zwischendruck mit dem
anderen Ende des Verbindungsrohrs verbindet, dadurch, dass das einzige
Verbindungsrohr mit beiden Enden an der ortsfesten Spirale befestigt
und innerhalb eines Behälters
des Spiralverdichters angeordnet ist, das eine Ende des Verbindungsrohrs
mit der ortsfesten Spirale im Bereich des ersten Loches verbunden
ist, eine zweite Öffnungs-
und Schließeinrichtung
als Rückschlagventil
in dem Umleitungspfad zum Öffnen und
Schließen
des Umleitungspfads durch die Druckdifferenz des Druckes der Verdichtungstasche
und des Druckes der Saugseite entsprechend dem Öffnen und Schließen des
Umleitungspfads durch die erste Öffnungs-
und Schließeinrichtung
vorgesehen ist, und die zweite Öffnungs-
und Schließeinrichtung in
einem Raum angeordnet ist, der innerhalb des zweiten Lochs in der
ortsfesten Spirale ausgebildet ist, wobei das mit Flanschen versehene
Verbindungsrohr mit seinem einen Ende gegen eine Dichtung drückt, die
ein Widerlager für
eine Feder bildet, welche Feder das Verschlussglied der zweiten Öffnungs-
und Schließeinrichtung
in seiner Verschlusslage hält.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
beigefügten
Zeichnungen erleichtern ein Verständnis der Erfindung. Die Zeichnungen
stellen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung
dazu, die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die eine Verdichtungseinrichtung eines bekannten
Spiralverdichters darstellt;
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2 eine
Horizontalansicht, die ein Spiralblatt einer ortsfesten Spirale
und ein Spiralblatt einer orbitierenden Spirale darstellt, welche
die Verdichtungseinrichtung des Spiralverdichters bilden;
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3 eine
Schnittansicht, die eine Verdichtungseinrichtung eines Spiralverdichters
darstellt, welche eine herkömmlichen
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters beinhaltet;
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4 eine
Schnittansicht, die eine Verdichtungseinrichtung eines Spiralverdichters
darstellt, welche eine Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
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5 eine
Schnittansicht, die eine Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet; und
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6 eine
Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Vorrichtung
zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitet.
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Im
folgenden wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
eine Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
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4 ist
eine Schnittansicht, die eine Verdichtungseinrichtung eines Spiralverdichters
darstellt, welche eine Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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Wie
in 4 dargestellt ist die Struktur der Verdichtungsvorrichtung
des Spiralverdichters folgendermaßen. Eine ortsfeste Spirale 80 ist
so in einem dichten Behälter 10 mit
einer vorgegebenen Form angebracht, dass sie durch einen vorgegebenen
Abstand von einem oberen Rahmen 20, der in dem dichten
Behälter 10 angebracht
ist, getrennt ist. Eine orbitierende Spirale 90 ist so
zwischen der ortsfesten Spirale 80 und dem oberen Rahmen 20 angeordnet,
dass sie schwenkbar mit der ortsfesten Spirale 80 in Eingriff
gebracht ist.
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In
der ortsfesten Spirale 80 ist ein Spiralblatt 82 in
Form einer Evolventenkrümmung
mit vorgegebener Stärke
und Höhe
auf einer Fläche
eines vorgegeben ausgebildeten Körpers 81 ausgebildet,
ein Ablaßloch 83 in
der Mitte des Körpers 81 ausgebildet und
ein Saugloch 84 in einer Seite des Körpers 81 ausgebildet.
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In
der orbitierenden Spirale 90 ist ein Spiralblatt 92 in
Form einer Evolventenkrümmung
mit vorgegebener Stärke
und Höhe
auf einer Fläche
einer Scheibe 91 ausgebildet, und ein Vorsprung 93 ist
auf der anderen Fläche
der Scheibe 91 ausgebildet.
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Die
orbitierende Spirale 90 ist so zwischen dem oberen Rahmen 20 und
der ortsfesten Spirale 80 eingeführt, dass das Spiralblatt 92 mit
des Spiralblatts 82 der ortsfesten Spirale in Eingriff
gebracht wird. Wenn die orbitierende Spirale 90 schwenkt, sind
mehrere Verdichtungstaschen P kontinuierlich durch das Spiralblatt 92 der
orbitierenden Spirale und das Spiralblatt 82 der ortsfesten
Spirale ausgebildet. Dabei stehen die Verdichtungstaschen P, die
an der Kante der ortsfesten Spirale 80 angeordnet sind,
unter Saugdruck, d. h. Niederdruck. Die Verdichtungstaschen P in
der Mitte der ortsfesten Spirale 80 stehen unter Ablaßdruck,
d. h. Hochdruck. Die Verdichtungstaschen P, die zwischen der Kante
und der Mitte der ortsfesten Spirale 80 angeordnet sind,
stehen unter Zwischendruck. Die orbitierende Spirale 90 ist durch
die obere Fläche
des oberen Rahmens 20 gestützt.
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Ein
Oldham-Ring 50 zum Verhindern der Drehung der orbitierenden
Spirale 90 ist zwischen der orbitierenden Spirale 90 und
dem oberen Rahmen 20 angeordnet. Ein Ablaßventil 60 zum Öffnen und
Schließen
des Ablaßloches 83 der
ortsfesten Spirale 80 ist auf der oberen Fläche der
ortsfesten Spirale 80 vorgesehen.
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Der
Vorsprung 93 der orbitierenden Spirale 90 ist
mit einem exzentrischen Abschnitt 71 der Drehwelle 70 verbunden,
die in den oberen Rahmen 20 eingeführt ist.
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Ein
Saugrohr 12, durch das Gas eingesaugt wird, ist mit dem
dichten Behälter 10 kombiniert,
und das Saugrohr 12 ist mit dem Saugloch 84 der
ortsfesten Spirale 80 strömungsverbunden. Ein Ablaßrohr 13,
durch das ein Gas abgelassen wird, ist mit dem dichten Behälter 10 strömungsverbunden.
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Eine
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung ist auf der Oberseite der ortsfesten Spirale 80 vorgesehen.
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Eine
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Umleitungspfad F zum
Verbinden der Verdichtungstaschen P unter Zwischendruck von den
Verdichtungstaschen P, die durch das Spiralblatt 82 der ortsfesten
Spirale und des Spiralblatts 92 der orbitierenden Spirale
ausgebildet sind, mit der Saugseite, durch die Kühlmittel in die Verdichtungstaschen
P eingesaugt ist, eine erste Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 zum öffnen und
Schließen
des Umleitungspfads F und eine (elastische) zweite Öffnungs- und
Schließeinrichtung 110,
die in dem Umleitungspfad F zum öffnen
und Schließen
des Umleitungspfads F durch den Druck der Verdichtungstaschen P und
den Druck der Saugseite entsprechend dem öffnen und Schließen des
Umleitungspfads F durch die erste Öffnungs- und Schließeinrichtung 100 angebracht
ist, die als Rückschlagventil
arbeitet.
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Der
Umleitungspfad F beinhaltet ein erstes Loch 85, das so
in dem Körper 81 der
ortsfesten Spirale ausgebildet ist, dass es die Saugseite der ortsfesten
Spirale 80 und die obere Fläche der ortsfesten Spirale 80 miteinander
verbindet, ein zweites Loch 86, das so in dem Körper 81 der
ortsfesten Spirale ausgebildet ist, dass es die Verdichtungstaschen
P unter dem Zwischendruck und die obere Fläche der ortsfesten Spirale 80 miteinander
verbindet, und ein Verbindungsrohr 120, das in der oberen
Fläche
der ortsfesten Spirale 80 zum Verbinden des ersten Lochs 85 und
des zweiten Lochs 86 miteinander angeordnet ist. Das erste
Loch 85 ist so ausgebildet, dass es vertikal zum zweiten
Loch 86 liegt.
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Die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 ist in
dem Verbindungsrohr 120 vorgesehen. Die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 ist
vorzugsweise ein Öffnungs-
und Schließventil
zum öffnen
und Schließen
des Verbindungsrohrs 120.
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Das
Verbindungsrohr 120 ist gebogen und weist Flansche 121 an
beiden Enden auf. Ausnehmungen (Senkungen) 87 mit einer
Form, die den Flanschen 121 entspricht, und einer vorgegebenen Tiefe
sind auf der oberen Fläche
der ortsfesten Spirale 80 ausgebildet. Die Ausnehmungen 87 sind
an den Kanten des ersten Lochs 85 bzw. des zweiten Lochs 86 ausgebildet.
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Die
Flansche 121 des Verbindungsrohrs sind in die Ausnehmungen 87,
die an den Kanten des ersten Lochs 85 und des zweiten Lochs 86 ausgebildet sind,
eingeführt,
und Schrauben (nicht gezeigt) sind jeweils an den Flanschen 121 befestigt.
Dichtungen 122 sind vorzugsweise zwischen die Flansche 121 und
die unteren Flächen
der Ausnehmungen 87 eingefügt.
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Ein
Einführungsraum 88 ist
in dem zweiten Loch 86 mit einem Innendurchmesser, der
größer als der
Innendurchmesser des zweiten Lochs 86 ist, und einer vorgegebenen
Länge vorgesehen,
so dass die zweite Öffnungs-
und Schließeinrichtung 110 darin anbringbar
ist. Eine Stufe 89 ist so ausgebildet, dass der Abschnitt,
in dem das zweite Loch 86 und der Einführungsraum 88 miteinander
verbunden sind, vertikal zum Außenumfang
des zweiten Lochs 86 liegt.
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Die
zweite Öffnungs-
und Schließeinrichtung 110 beinhaltet
einen stangenförmigen
Kolben 111, der beweglich zum öffnen und Schließen des
zweiten Lochs 86 in den Einführungsraum 88 des
zweiten Lochs 86 eingeführt
ist, und eine Feder 112, die zum elastischen Stützen des
Kolbens 111 in den Einführungsraum 88 eingeführt ist.
Der Außendurchmesser des
Kolbens 111 ist kleiner als der Innendurchmesser des Einführungsraums 88 und
größer als
der Innendurchmesser des zweiten Lochs 86.
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Der
Kolben 111 ist in den Einführungsraum 88 eingeführt, und
die Feder 112 ist auf den Kolben 11 aufgesetzt.
Die Feder 112 ist durch ein zusätzliches Glied gestützt.
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Eine
Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Umleitungspfad F zum Verbinden
der Verdichtungstaschen P unter Zwischendruck, die durch das Spiralblatt 82 der
ortsfesten Spirale und das Spiralblatt 92 der orbitierenden
Spirale ausgebildet sind, mit der Saugseite, durch die Kühlmittel
in die Verdichtungstaschen P eingesaugt ist, und die Öffnungs- und Schließeinrichtung 100 zum öffnen und
Schließen
des Umleitungspfads F, wie in 5 dargestellt.
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Der
Umleitungspfad F beinhaltet das erste Loch 85, das so in
dem Körper 81 der
ortsfesten Spirale ausgebildet ist, dass es die Saugseite der ortsfesten
Spirale 80 und die obere Fläche der ortsfesten Spirale 80 miteinander
verbindet, das zweite Loch 86, das so in der ortsfesten
Spirale 80 ausgebildet ist, dass es die Verdichtungstaschen
P unter Zwischendruck und die obere Fläche der ortsfesten Spirale 80 miteinander
verbindet, und das Verbindungsrohr 120 zum Verbinden des
ersten Lochs 85 mit dem zweiten Loch 86.
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Die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 ist in
dem Verbindungsrohr 120 angebracht. Die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 ist
vorzugsweise aus einem Öffnungs-
und Schließventil
zum öffnen und
Schließen
des Verbindungsrohrs 120 ausgebildet.
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Andererseits
kann als Modifikation des Umleitungspfads F ein Verbindungsloch
zum Verbinden der Verdichtungstaschen P und des Sauglochs mit dem
Körper 81 der
ortsfesten Spirale ausgebildet sein.
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Im
folgenden werden der Betrieb und die Wirkung der Vorrichtung zur
Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
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Zunächst ist
der Betrieb der Verdichtungseinrichtung des Spiralverdichters folgendermaßen.
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Wenn
die Drehkraft eines Elektromotors über die Drehwelle 70 auf
die orbitierende Spirale 80 übertragen wird, schwenkt die
orbitierende Spirale 90 basierend auf der Mitte der Drehwelle 70,
während
sie mit der ortsfesten Spirale 80 in Eingriff gebracht
ist. Die orbitierende Spirale 90 bewegt sich in einem Zustand,
in dem die Drehung der orbitierenden Spirale 90 durch den
Oldham-Ring 50 verhindert
wird.
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Der
Bewegung der orbitierenden Spirale 90 entsprechend orbitiert
das Spiralblatt 92 der orbitierenden Spirale 90,
während
sie mit dem Spiralblattdes Spiralblatts 82 der ortsfesten
Spirale 80 in Eingriff ist, so dass sich mehrere Verdichtungstaschen
P, die durch das Spiralblatt 92 der orbitierenden Spirale 90 und
das Spiralblatt 82 der ortsfesten Spirale 80 ausgebildet
sind, zur Mitte der ortsfesten Spirale 8 bewegen und sich
gleichzeitig das Volumen ändert. Daher
wird ein Gas eingesaugt und verdichtet und dann durch das Ablaßloch 31 der
ortsfesten Spirale 30 abgelassen. Dabei wird das Kühlmittel,
das durch das Saugrohr 12 eingesaugt wird, durch das Saugloch 84 der
ortsfesten Spirale direkt von den Verdichtungstaschen P empfangen.
Die Verdichtungstaschen bilden sich gemäß der Bewegung der orbitierenden
Spirale 90 kontinuierlich.
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In
einem Zustand, in dem die Verdichtungstaschen P an der Kante der
ortsfesten Spirale 80 angeordnet sind, ist der Druck der
Verdichtungstaschen P der Saugdruck, d. h. Niederdruck, so dass
sich die Verdichtungstaschen P in einem Zustand, in dem das Volumen
der Verdichtungstaschen P reduziert ist, zur Mitte der ortsfesten
Spirale 80 bewegen. In einem Zustand, in dem die Verdichtungstaschen
P in der Mitte der ortsfesten Spirale 80 angeordnet sind,
ist der Druck der Verdichtungstaschen P der Ablaßdruck, d. h. Hochdruck. In
einem Zustand, in dem die Verdichtungstaschen P zwischen der Mitte
und der Kante der ortsfesten Spirale 80 angeordnet sind,
ist der Druck der Verdichtungstaschen P ein Zwischendruck.
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Das
Hochtemperatur- und Hochdruckgas, das durch das Ablaßloch 83 der
ortsfesten Spirale abgelassen wird, durchläuft den dichten Behälter 10 und
wird durch das Ablaßrohr 13 zur
Außenseite
abgelassen. Die Innenseite des dichten Behälters 10 ist stets
unter Hochdruck. Aufgrund des Hochdrucks in dem dichten Behälter 10 wird
Hochdruck auf die Rückseite
der Scheibe 91 der orbitierenden Spirale ausgeübt, so dass
es möglich
ist zu verhindern, dass Druck zwischen den Verdichtungstaschen P,
die durch das Spiralblatt 92 der orbitierenden Spirale
und das Spiralblatt 82 der ortsfesten Spirale ausgebildet sind,
entweicht.
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Andererseits
schließt,
wenn der Spiralverdichter auf einer Leistung von 100% in den oben
beschriebenen Abläufen
betrieben wird (im Falle der Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters gemäß der ersten
Ausführungsform), wie
in 4 dargestellt, die Öffnungs- und Schließeinrichtung 100 den
Umleitungspfad F. D. h., die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 schließt das Verbindungsrohr 120,
das den Umleitungspfad F bildet. Wenn der Spiralverdichter in einem
solchen Zustand betrieben wird, stützt eine Feder elastisch den
Kolben 111, so dass der Kolben 111 das zweite
Loch 86 des Umleitungspfads F schließt. Daher bewegen sich die
Verbindungstaschen P, die an der Kante der ortsfesten Spirale 80 angeordnet
sind, zur Mitte der ortsfesten Spirale 80, so dass das
Kühlmittel,
das in die Verdichtungstaschen P eingesaugt wird, verdichtet wird,
damit es auf Hochtemperatur und unter Hochdruck ist.
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Andererseits
wird, wenn der Spiralverdichter auf variabler Leistung betrieben
wird, wie in 6 dargestellt, die Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 zum öffnen des
Umleitungspfads F betrieben. Wenn der Spiralverdichter in einem
solchen Zustand betrieben wird, ist der Druck der Verdichtungstaschen
P unter dem Zwischendruck höher
als der Druck des Sauglochs 84, so dass die Feder 112 der
elastischen Öffnungs-
und Schließeinrichtung
aufgrund des Druckunterschieds zusammengedrückt wird und der Kolben 111 das
zweite Loch 86 öffnet.
Daher sind die Verbindungstaschen P unter dem Zwischendruck und
das Saugloch 84 miteinander verbunden, so dass die Verbindungstaschen
P unter dem Zwischendruck unter dem Saugdruck sind, d. h. dem Niederdruck.
Wie oben beschrieben ist der Druck der Verdichtungstaschen P, die
zwischen der Mitte und der Kante der ortsfesten Spirale 80 angeordnet
sind, der Saugdruck, d. h. der Niederdruck, und die Verbindungstaschen
P bewegen sich zur Mitte der ortsfesten Spirale 80, so
dass das Kühlmittel
verdichtet und durch das Ablaßloch 83 abgelassen
wird. Daher ist der Druck des Kühlmittels,
das durch das Ablaßloch 83 abgelassen
wird, reduziert, und die Leistung des Spiralverdichters wird reduziert.
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Außerdem wird
im Falle der Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Umleitungspfad F zum Verbinden der
Saugseite mit den Verdichtungstaschen P unter dem Zwischendruck
von der ersten Öffnungs-
und Schließeinrichtung 100 geöffnet und
geschlossen. Daher ist die Leistung des Spiralverdichters verändert.
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Außerdem sind
gemäß der Vorrichtung
zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung,
wie oben beschrieben, wenn der dichte Behälter stets unter Hochdruck
ist und aufgrund des Hochdrucks eine Abdichtung zwischen den Verdichtungstaschen
P hergestellt ist, keine zusätzlichen
Abdichtungsglieder in das Ende des Spiralblatts 92 der
orbitierenden Spirale und das Ende des Spiralblatts 82 der
ortsfesten Spirale eingeführt,
so dass es möglich
ist, das zweite Loch 86, das den Umleitungspfad F bildet,
verhältnismäßig groß herzustellen.
Dadurch ist es möglich,
den Durchflußwiderstand
des Kühlmittels,
das durch das zweite Loch 86 fließt, zu reduzieren.
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Wie
oben beschrieben ist, da die Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung die erste Öffnungs-
und Schließeinrichtung,
den Umleitungspfad und die zweite als Rückschlagventil arbeitende Öffnungs-
und Schließvorrichtung
umfaßt
und die Teile davon in dem dichten Behälter angeordnet sind, die Teileanzahl
reduziert und die Gesamtgröße der Vorrichtung
zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters reduziert, so dass es möglich ist,
den Raum, der von der Vorrichtung zur Veränderung der Leistung eines
Spiralverdichters in einer Klimaanlage in Anspruch genommen ist,
zu reduzieren und die Vorrichtung frei in der Klimaanlage einzurichten.
Außerdem
ist es möglich,
Herstellungskosten zu reduzieren und die Vorrichtung zur Veränderung
der Leistung eines Spiralverdichters leicht herzustellen.
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Außerdem ist
entsprechend dem Spiralverdichter, auf den die vorliegende Erfindung
angewendet ist, die Größe des zweiten
Lochs, das den Umleitungspfad bildet, erhöht, so dass der Durchflußwiderstand
des Kühlmittels
reduziert ist. Daher ist es möglich,
den Verlust des Kühlmittels
zu reduzieren.